7. Методи, засновані на вимірюванні інтенсивності світла, розсіяного або пропущеного суспензією речовини (нефелометрія, турбідиметрія).

Дані методи застосовуються для аналізу неоднорідних середовищ ― емульсій, суспензій, а також мутних колоїдних розчинів.

Турбідиметрія заснована на вимірюванні поглинання світла частинками дисперсної фази, а нефелометрія – на вимірюванні інтенсивності світла, розсіяного такими частинками. У турбідиметрії при вимірюванні аналітичного сигналу використовують звичайні фотоелектроколориметри. Вимірювану величину, аналогічну оптичній густині, називають мутністю. Зв'язок мутності з концентрацією зважених частинок описує рівняння, аналогічне рівнянню Бугера–Ламберта–Бера.

Нефелометричні вимірювання ведуть за допомогою нефелометрів. У цих приладах світло від лампи розжарювання падає в кювету з аналізованою пробою (у вигляді суспензії або емульсії) і частково розсіюється. Інтенсивність розсіяного світла вимірюють за допомогою фотоелемента під деяким кутом до вихідного світлового променя, найчастіше під кутом 90º. Інтенсивність розсіяного світла залежить від довжини хвилі падаючого світла, від кута розсіювання, але найбільше сильно – від розмірів і концентрації частинок. За інших постійних умов зв'язок між концентрацією частинок і інтенсивністю розсіяного світла I_r виражається такою формулою:

,

де k – коефіцієнт пропорційності.

Нефелометрію і турбідиметрію використовують для визначення тих іонів Х, що не дають забарвлених сполук, але при додаванні реагента-осаджувача утворюють суспензії. Так можна визначати мікрограмові кількості сульфатів, хлоридів, фосфатів і деяких інших іонів. Концентрацію Х визначають за графіком. Турбідиметричні вимірювання іноді проводять у титриметричному аналізі. Якщо в ході титрування протікає реакція утворення малорозчинної сполуки (наприклад, AgBr), то мутність титрованого розчину збільшується до ТЕ, а потім не міняється. Таким методом удається визначати броміди навіть при їхній концентрації порядку 10^–6 моль/л.

Щоб аналітичний сигнал, створюваний частинками, що утворюються, був прямо пропорційний вихідній концентрації Х, треба виключити вплив інших факторів. Важче всього домогтися, щоб відтворювалися розміри частинок. Вони залежать не тільки від концентрації Х і реагента-осаджувача, але і від способу і швидкості додавання реагенту, від наявності сторонніх електролітів, від pH і температури. Тому нефелометрія і турбідиметрія по точності помітно поступаються звичайним варіантам фотометричного аналізу.

8. Іонообмінна хроматографія. Теоретичні основи. Аніоніти і катіоніти, їх властивості. Приклади використання у кількісному аналізі.

Хроматографія — це фізико-хімічний метод розділення речовин, заснований на розподілі компонентів між двома фазами — нерухомою і рухомою. Нерухомою (стаціонарною) фазою звичайно служить тверда речовина (її часто називають сорбентом) або плівка рідини, нанесена на дисперсні частинки твердої речовини. Рухома фаза являє собою рідину або газ, що проходить через нерухому фазу.

Іонообмінна хроматографія – різновид рідинної хроматографії. В її основі лежить процес іонного обміну, який здійснюється між іонами аналізованого зразка і рухомих іонів того ж знаку іонообмінника. Розділення в іонообмінній хроматографії засновано на різниці спорідненості аналізованих іонів до іонів протилежного знаку, жорстко закріплених в іонообміннику (іоніті).

Здатністю до іонного обміну володіють деякі мінерали, синтетичні неорганічні іоніти (на основі оксиду цирконію, оксиду алюмінію), а також спеціально приготовлене сульфоване вугілля, іонообмінні смоли.

В залежності від заряду обмінюваних іонів іоніти ділять на:

- катіоніти – здатні до обміну катіонами:

а) сильно кислотні, що містять групи –SO₃-H⁺;

б) середньої кислотності: -PO₃-H⁺;

в) слабо кислотні : -СОО-Н⁺.

Катіоніти, що випускаються, можуть бути в Н-формі або в сольовій формі (проти іони Na⁺, K⁺.

• аніоніти – здатні до обміну аніонами:

а) сильно основні (містять –N(CH₃)₃⁺);

б) середньої основності (–NН(CH₃)₂⁺);

в) слабоосновні (–NН₂(CH₃)⁺).

Випускаються аніони в ОН-формі (іонообмінником є гідроксид-іон) або в Cl-формі (сольова форма).

• амфоліти – можуть обмінюватись як катіонами, так і аніонами.

• Халатні смоли – можуть зв’язувати іони металів, утворюючи з ними комплекси.

Іонообмінними в хроматографії повинні мати такі властивості:

• не розчинятися в рухомій фазі;

• містити достатню кількість іоноген них груп;

• бути стійкими до впливу кислот та лугів;

• володіти достатньою механічною стійкістю.

Іонообмінну хроматографію проводять в колонці (трубка певної довжини та діаметру). В колонку поміщують іоніт, потім вносять розчин аналізованої речовини. В колонці відбувається іонний обмін між нерухомою та рухомою фазою в стехіометричному співвідношенні. Елюат, що виходить з колонки, збирають та проводять його титриметричний аналіз. За результатами титрування визначають концентрацію чи масу аналізованої речовини.

9. Визначити масову частку золи, що не розчиняється в НС1, в березових бруньках за такими даними: маса фарфорового тигля, що був прожарений до постійної маси – 4,5532г, наважка березових бруньок дорівнює 3,1890г, маса фарфорового тигля разом із золою – 4,7640г.